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朱雀C推力矢量尾坐式无人机亮相 独创高效无死重设计

朱雀C推力矢量尾坐式无人机亮相 独创高效无死重设计
2018年11月15日 14:47 新浪军事
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  2018珠海航展上,展品可谓琳琅满目,其中有几多,比如导弹多,从防空导弹到空地导弹,从几十吨的大家伙,到巴掌大的单兵精确攻击导弹都有;雷达多,从机载雷达到地面预警雷达,再到反无人机雷达,无人机多,观众更多,其中导弹展台以兵器和航天为主,几乎除了战略导弹没展出之外,几乎应有尽有。

  其实,从创新创意来说,无人机比导弹有跟更多的设计思路和构想,更能体现设计师的脑洞和水平,这届航展破天荒专门搞了一个无人机馆,各种方案花样百出,美不胜收,虽然有一些低水平跟风之作,但是认真看过,则可以发现一些抢眼的亮点,比如希德防务公司的朱雀C无人机。

这就是珠海航展出现的新型无人机朱雀这就是珠海航展出现的新型无人机朱雀
朱雀无人机朱雀无人机

  朱雀无人机的特点很突出:到处能起飞,到处能降,还可以水平飞行,这在无人机家族非常少见,最重要的是,飞机几乎无死重,而且具有超强的运载效率和巡航时间,已经得到多家客户青睐。

  按照设计师的观点来说,常见的垂直起降无人机比如大疆类似无人机,基本都是多旋翼形式,缺点就是全部升力都由螺旋桨提供,耗电量大,导致飞行器续航时间太短。

大疆无人机类型的四轴,弱点就是运载效率太差,速度太低大疆无人机类型的四轴,弱点就是运载效率太差,速度太低

  为了解决传统的四轴无人机的低效能问题,不少公司想出了混合式设计,在传统固定机翼无人机上安装垂直起降螺旋桨发动机,这种设计初步解决了多轴无人机的航程载荷能力问题,但是存在的问题也很突出,飞机完成垂直起飞转成水平飞行后,垂直起飞用的螺旋桨和发动机就变成死重丢不掉,而且还带来了更大的迎风面积和阻力。

这就是腾盾公司的一款新无人机,水平飞行和垂直飞行发动机是两套,死重大这就是腾盾公司的一款新无人机,水平飞行和垂直飞行发动机是两套,死重大

  朱雀C尾坐式飞行器不存在死重,垂直起降和水平高速飞行都采用同一套动力装置,既能垂直起降,又能像固定翼一样高效平飞,使得具有较好的综合性能。

  但是俗话说的好,优点很多,难点也很多,飞机也存在一些难题,比如飞行过程中需要姿态会从垂直转向水平高达90°,对于控制系统而言需要解决两个坐标系切换欧拉角奇异的问题,这一点比四旋翼和混合四旋翼固定翼飞机复杂。

朱雀无人机的水平飞行想象图,实际飞行已经顺利完成朱雀无人机的水平飞行想象图,实际飞行已经顺利完成

  而且这种方案垂直降落模式,也存在些难点,比如在降落的时候,由于舵面效率几乎为零或者出现反效,而且还有涡流环等不确定干扰,其控制非常困难,容易坠毁,现在市面上的尾坐飞行器多采用4个螺旋桨,分别布置于机翼和垂尾,起降时相当于四轴无人机,简化了控制问题,进入巡航时再关闭两个发动机以降低耗电量,但也带来重量和阻力的问题。

  这就是朱雀无人机的一个早期方案进行试飞,最早是2发动机分开,后来合并一起,减小阻力

  朱雀-C采用推力矢量与舵面综合控制方式,提高了安全余度,即使在舵面效率为零的时候,飞行器也不会失控,能保证飞行器的良好操控能力。矢量控制系统结构和总体进行了综合设计,使得运动机构重量较小,保证高的任务载荷比重。该推力矢量设计可以让飞行器更从容的面对突风,可以实现快速原地转向、快速倾转、筋斗等机动动作,在山区及海上等复杂气流环境应用前景很广。

朱雀C后来改成共轴设计,类似卡50直升机,这种设计阻力小,效率高朱雀C后来改成共轴设计,类似卡50直升机,这种设计阻力小,效率高

  朱雀无人机在珠海航展钱,顺利通过了垂直起降、过渡模态、平飞的所有测试,飞行器在全过程中按照预定设计飞行,在地面较大风力情况下,飞行器已然倾斜20°的情况下下降,但依然平稳着陆。

  这种设计从总体上来看,收益比较明显,算是现有方案中最出彩的一个,或许这就是未来的一个方向,据悉客户提出了军舰降落,军用卡车降落等需求,这种飞机可以定点自动起降,不需要人工操纵,非常有优势,而且对于无人机来说,常见的通讯“掉链子”问题,也经过比较严密的考虑,某次飞过鄱阳湖信号丢失,联系中断,结果无人机自己飞回来了。

这是朱雀无人机的甲板使用设想图这是朱雀无人机的甲板使用设想图

  为了上舰,飞机特别设计了自适应起落架,适合舰载长航时应用,无人机机体尺寸小,能在各类舰船(包含驱逐舰、护卫舰、两栖登陆舰、濒海战斗舰及其他符合条件的舰船)上起降或者无专用机场的陆地,甚至车辆上使用,从而大大增加了部署的灵活性。朱雀具有多种控制模式,操作简便,标准载荷舱可携带多种任务载荷,目前可搭载的载荷有数码相机、激光雷达、双光吊舱等。

  朱雀舰载型号2000kg,续航时间大于12h,非常强悍,航展展出的朱雀50kg级技术验证机参数:最大起飞重量:50kg,最大任务载重:5kg,最大航时:1h(电动)可控距离:20km,未来可以根据客户需求扩大到100-200公里控制距离,起飞重量也可以升级到5吨以上,巡航时间24小时都可以,甚至可以考虑挂载雷达,作为长航程无人预警机使用,为打造一个牢不可破的天网。

美国50年代的垂直起降方案XFV1,解决不了起降的控制系统问题,飞行事故非常多美国50年代的垂直起降方案XFV1,解决不了起降的控制系统问题,飞行事故非常多

  从方案来说,这个飞机不是气动布局首创,这种气动布局在美国上世纪50年代的XFV1上出现过,不过不成功,几十年过去了在无人机发展浪潮中,这种布局又像飞翼一样爆发了青春活力,这就是大家经常说的,螺旋式发展。(作者署名:大水)

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